Skip to main content
SUPERVISOR
Hossein Farzanehfard,Ehsan Adib
حسین فرزانه فرد (استاد مشاور) احسان ادیب (استاد راهنما)
 
STUDENT
Fereshteh Ahmadi
فرشته احمدی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393

TITLE

Introducing Bidirectional Soft Switching Converters Suitable for Implementing Reflex Charging Method
Due to advances in technology and manufacturing of portable electrical equipments, rechargeable batteries are required. The quality of these equipments depends on some parameters such as: capacity, charging time and battery life of the battery applied in these devices. The charger technology depends on the technology and size of the battery. For this reason the battery charger converter and charging method, will be chosen based on battery technology and required life time. Among the various methods available for battery charging, constant current, constant voltage charging, hybrid method (constant voltage, constant current), pulse charging method and reflex charging method are well known. In this thesis, reflex charging method is studied since this method improves battery performance and extends battery life. In this method, the charger circuit, is composed of a bidirectional converter that transfers energy in both directions and between two sources. According to the specifications of the battery and power supply, type and structure of bidirectional converter for charger are chosen. In this thesis, two bidirectional converters, based on Buck-Flyback and Buck-Forward converters are proposed. In order to achieve higher power density and fast transient response, the circuit must operate at high switching frequencies. The proposed circuits are designed and implemented at high switching frequency. By increasing switching frequency, switching losses and electromagnetic interference increase. According to this issue, in two proposed converters, soft switching techniques are applied. Thus, converter switch in charging circuit turns on under ZVS condition. Also the converter applied in discharge circuit is soft switched. In this way, the proposed converters can implement, reflex charging with high efficiency. In this thesis, first a brief review of the battery types, several existing charging method and structures of presented converters for battery chargers, including proper unidirectional and bidirectional converters are presented. Then two bidirectional converters for implementing reflex charge method are presented. The proposed converters are analyzed. Also experimental results from laboratory prototype are presented. Keywords : Battery Charger, Bidirectional Converter, Reflex Charge, Soft Switching.
به دلیل پیشرفت تکنولوژی و ساخت تجهیزات الکتریکی با قابلیت حمل و نقل، نیاز به باتری‌هایی با قابلیت شارژ مجدد، به شدت احساس می‌شود. کیفیت این تجهیزات توسط خصوصیات باتری مورد استفاده در آن‌ها، از قبیل: ظرفیت، زمان شارژ و طول عمر باتری، تحت تأثیر قرار می‌گیرد. جریانی که شارژر برای ذخیر? انرژی در باتری، ایجاد می‌کند به تکنولوژی ساخت و حجم باتری مورد نظر جهت شارژ، بستگی دارد. به همین دلیل ساختار مبدل شارژر باتری و روش شارژ، براساس مشخصات باتری انتخاب ‌می‌شوند. از میان روش‌های متنوع موجود برای شارژ می‌توان به روش شارژ با جریان ثابت، روش شارژ با ولتاژ ثابت، روش هایبرید (جریان ثابت-ولتاژ ثابت)، روش شارژ پالسی و روش شارژ رفلکس اشاره کرد. در این پایان‌نامه، روش شارژ رفلکس که به دلیل داشتن سه فرآیند عملیاتی در یک دور? کلیدزنی (تولید پالس‌های مثبت و منفی و یک زمان استراحت برای انجام مؤثر واکنش‌های درون باتری) باعث بهبود عملکرد شارژ و افزایش عمر باتری می‌گردد، جهت بررسی و طراحی انتخاب شده‌است. در این روش، مدار شارژر، از مبدل‌های دوجهته که انرژی را در دو جهت و بین دو منبع انتقال می‌دهند، تشکیل شده‌است. با توجه به مشخصات باتری و منبع تغذیه، نوع و ساختار مبدل دوجهته برای ساخت شارژر انتخاب می‌شود، در این پایان‌نامه، مبدل‌های دوجهت? باک-فلای‌بک و باک-فوروارد، برای مدار شارژر ارائه شده‌است. از آن‌جایی که جهت دستیابی به چگالی توان بالاتر و پاسخ گذرای سریعتر، مدار باید دارای فرکانس کلیدزنی بالایی ‌باشد، مدارهای ارائه شده، برای فرکانس صدکیلوهرتز طراحی و ساخته‌ شده‌است. از طرفی افزایش فرکانس کلیدزنی، سبب افزایش تلفات کلیدزنی و تداخل الکترومغناطیسی می‌شود. با توجه به این موضوع، در دو مبدل ارائه‌شده، از خروجی مبدل بازگشتی برای نرم نمودن کلیدزنی سوئیچ مدار شارژ و از مدار کمکی برای نرم نمودن کلیدزنی سوئیچ مدار دشارژ استفاده شده‌است و در نتیجه با حذف یک مدار کمکی، کاهش حجم و سادگی پیاده‌سازی مبدل، حاصل شده‌است. بدین ترتیب روشن شدن سوئیچ مدار شارژ و خاموش شدن سوئیچ مدار دشارژ به صورت ZVS نرم شده و با توجه به نوع ساختار‌های ارائه‌شده خاموش شدن سوئیچ مدار شارژ و روشن شدن مدار دشارژ نیز نرم (به ترتیب به صورت ZVSو ZCS) است. به این ترتیب مبدل‌های ارائه‌شده، شارژ رفلکس را با بازده بالا اجرا می‌کنند. در این پایان‌نامه ابتدا به بررسی مختصر انواع باتری، چند روش شارژ موجود و ساختار مبدل‌های ارائه شده برای شارژرهای باتری، از جمله مبدل‌های یک‌جهته و دو‌جهت? مناسب، پرداخته و سپس دو مبدل دوجهته به منظور پیاده‌سازی شارژ رفلکس، ارائه و ساخته شده‌است. با تست این مبدل‌ها در آزمایشگاه، مشاهده می‌شود شارژ رفلکس برای باتری 48 ولت پیاده‌سازی شده، نرم کردن کلیدزنی سوئیچ مبدل شارژ با استفاده از مبدل دشارژ و نرم کردن کلیدزنی سوئیچ مبدل دشارژ در زمان خاموش شدن، با استفاده از اسنابر خاموش شدن به خوبی حاصل شده‌است. کلمات کلیدی: شارژر باتری، مبدل دوجهته، شارژ رفلکس، کلیدزنی نرم.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی